Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»

Скачать 1.16 Mb.

Название	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
страница	5/11
Дата публикации	01.04.2015
Размер	1.16 Mb.
Тип	Отчет

100-bal.ru > Физика > Отчет

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1.8.2 Структура системы управления и сбора данных детектора

Упрощенная схема электронного измерительного комплекса детектора представлена на рисунке 1.8.2.1 и состоит из 4-х основных трактов:

- канал внешних (периферийных) ФЭУ на одной грани детектора (на схеме - П1),

- канал внешних (периферийных) ФЭУ на другой грани детектора (на схеме - П2),

- канал внутренних (центральных) ФЭУ на одной из граней детектора (на схеме - Ц1),

- канал внешних (периферийных) ФЭУ на одной из граней детектора (на схеме - Ц2).

Каждый тракт содержит следующие основные элементы:

- модули аналоговых усилителей, дискриминаторов и сумматоров сигналов (amplifier-discriminator-adder),

- система настройки и контроля на базе счетчиков логических сигналов (scalers),

- система выработки триггера (trigger),

- спектрометрические тракты для оцифровки импульсов (WFD),

- система записи и сохранения информации (на схеме не показана).

Рисунок 1.8.2.1  Упрощенная схема электронного измерительного комплекса детектора
Каждый модуль аналогового усилителя состоит из 8-ми каналов усилителей сигналов с ФЭУ (выходы 1/1), выходы которых используются для выработки триггера и специального суммирующего все 8 аналоговых каналов усилителя (выход 8/1), выход которого далее подлежит оцифровке. В каждом модуле имеются также 8 логических выходов дискриминаторов с регулируемым порогом для каждого аналогового выхода, которые используются для организации настройки детектора и контроля за состоянием ФЭУ.

Выходы дискриминаторов поступают на интеллектуальные счетчики логических сигналов. Каждый счетчик имеет 8 входных каналов. Данные о частоте сигналов c ФЭУ с каждого из каналов поступают в управляющий компьютер по сети CAN-bus.

Аналоговые выходы модулей усилителей подключаются к блоку выработки триггера. Блок выработки триггера состоит из:

быстрых дискриминаторов аналоговых сигналов с управляемым порогом;
блока временных ворот (time gate) для регистрации и отбора задержанных импульсов, а также временных ворот, блокирующих выработку триггера с характерной длительностью 100 мкс;
блока перепрограммируемой быстрой логики для выработки триггера или сигнала блокировки;
блока распределения тактовых частот и импульсов запуска для спектрометрического тракта.

Принцип работы электронной системы заключается в следующем:

При одновременном (внутри ~ 50 нс) приходе сигналов по всем каналам трактов Ц1 и Ц2, превышающих пороги быстрых дискриминаторов, и при отсутствии блокировки по трактам П1 и П2, система вырабатывает триггер, запускающий спектрометрические тракты всех каналов П1, П2, Ц1 и Ц2. Это обеспечивает процесс оцифровки суммарных аналоговых импульсов первого (опережающего) сигнала по трактам Ц1 и Ц2. Одновременно вырабатывается временное окно ожидания (~ 100 мкс) второго (запаздывающего) сигнала. В случае прихода второго сигнала в пределах окна ожидания производится остановка процесса оцифровки и сохранение оцифрованных данных. Сохраненные данные рассматриваются на предмет кратности события. Для простоты на этом этапе сохраняется только запись событий с кратностью «1» внутри временного окна ожидания.

1.8.3 Отбор событий реакции обратного бета распада

Регистрация нейтрино в детекторе идет с использованием реакции обратного бета-распада:

`n_e + p ® e⁺ + n , (1.8.3.1)

Отбор событий реакции обратного бета-распада связан с регистрацией двух импульсов от фотоумножителей:

Первый (опережающий) сигнал в центральной части детектора (от ФЭУ 1-8 на каждой стороне, рис.1), возникающий от потери энергии позитрона и аннигиляционных гамма- квантов. Периферийный слой детектора обеспечивает активную внешнюю защиту от фоновых событий: импульсы периферийных ФЭУ вырабатывают сигнал запрета регистрации первого сигнала.
Второй (задержанный) сигнал от гамма-квантов, возникающих при захвате нейтрона. Задержанный сигнал суммируется от центральных и внешних ФЭУ для увеличения эффективности регистрации гамма-квантов, утекающих из центральной части детектора.

Спецификации импульсов ФЭУ, полученные на основе моделирования регистрации реакции в указанной геометрии и тестирования фотоумножителей:

- порог регистрации ФЭУ 150 мВ, динамический диапазон 150 мВ – 1.5 В, фронт нарастания импульса 5 нс, длительность импульса 30 нс.

1.8.4 Обеспечение работы ФЭУ

Обеспечение работы ФЭУ включает в себя подачу высоковольтного питания, обеспечение развязки между системой высоковольтного питания и системой сбора данных.

Система высоковольтного питания (СВВП) строится по модульному принципу и должна обеспечивать напряжение питания в диапазоне 1000-2000 В постоянного тока в диапазоне 0.1 – 0,2 мА с точностью установки 1В и точностью стабилизации 1%. Рабочий диапазон напряжений лежит в области 1200-1800В. Количество каналов СВВП должно соответствовать количеству ФЭУ в детекторе (т.е. 32 канала и несколько резервных). Каждый канал СВВП имеет индивидуальную регулировку по напряжению, контроль и измерение тока и напряжения с точностью 1%.

Каждый ФЭУ подключается к индивидуальному модулю высоковольтным кабелем. В модуле ВВ питания происходит разделение ВВ напряжения от полезного выходного сигнала ФЭУ. Выход ФЭУ в виде разъема LEMO установлен на передней панели индивидуального модуля СВВП.

Для управления СВВП используется последовательная шина CAN-bus c протоколом верхнего уровня CANopen.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Похожие:

	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Санкт-петербургский государственный электротехнический университет «лэти» им. В. И. Ульянова (ленина)		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... «Разработка новых методов индивидуальной коррекции сводно-радикального статуса при бактериальных инфекциях»

Школьные материалы